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      PDM与CORBA和Web技术

      与PDM系统关系密切的CORBA规范有两个,其一,在应用对象部分,即制造领域的“PDM使能器”,详见OMG文档Mfg/98-01-01和mfg/98-02-01;其二,在通用设施部分,即商业对象领域的“工作流管理设

      CORBA技术
          当前计算机支持下的工作正在转移到一个复杂的分布异构环境中,这是技术发展和市场需求驱动的必然结果,为此需要一个新的模型支持分布异构环境下的协同工作。面向对象技术和分布计算模式相结合所产生的分布对象技术成为解决这些问题的途径。
       
          分布对象技术的主要思想是:在分布网络上可用的所有资源被作为公共可存取对象的集合,一个基干对象模型的分布对象管理系统(DOMS)负责管理这些分布对象,并能以任意方式组合这些对象,以提供新的信息处理能力。这样的分布对象管理系统把网络中的资源像面向对象数据库中的对象一样对待。一个客户不仅能够通过定义分布对象模型上的接口来存取分布系统的可用对象,而且还能在更高的级别上表达对分布式系统的请求。
       
          公共对象请求代理体系结构CORBA是由对象管理组织OMG (object management group)制定的一个工业标准。这是一种为了促进面向对象的理论和实践在分布计算机系统中的发展,尤其是为了使新的应用程序减少复杂性,降低费用而制定的标准。CORBA在不同的操作系统、语言、网络协议和硬件结构间提供了应用层的互操作性,实现了从用户到用户的互操作性。OMG计划运用这些有力的服务和功能支持分布环境上应用程序的开发。
       
      1.对象管理结构
          OMG在1990年发表了一种参考模型,称为对象管理结构(object management architecture, OMA)。OMA是一个实现分布环境的高层次,其参考模型如图8-1所示。在OMA模式中,每一个软件代表一个对象,它们通过对象请求代理与其他对象通信。OMA山以下四部分组成:

      对象管理结构 
      图8-1对象管理结构
       

          ①对象服务:这是各分布对象程序使用的独立于领域的接口。例如,一个可以提供定位其他可利用服务的服务对象就可以不考虑具体的应用领域。一些常用的对象服务有方法调用处理过程、对象的永久性存储、安全机制、名字服务等等。
       
          ②公共设施:为许多应用提供的共享服务器集合。与对象服务不同,公共设施是面向最终用户的。而对象服务是面向构件本身。公共设施的提出,目的是为了基于CORBA定义组件技术和复合文档技术。1997年OMG与Java Soft同意将Java Bean作为公共设施的标准技术。
       
          ③应用接口:这是发展具体应用的接口。由于OMG不面向具体应用,因此OMG对此不做专门的规定。
       
          ④对象请求代理(object request broker, ORB):ORB是组成OMA的基础,它负责部件间的通信。使不同对象在分布环境和独立于对象实现的平台之间进行交互。
       
      2. OMG对象模型
          OMG将对象的其体实现和对象的外部界面相分离。OMG对象模型定义了公共对象语义,从而使得对象外部可见的界面规范化,而且这种标准是与具体实现无关的方式定义的。CORBA的界面定义语言IDL( interface definition language)是CORBA规范中定义的一种中性语言。它用来描述对象的界面,而不涉及对象的具体实现。虽然IDL本身不是可编程语言,但它为程序员提供了语言的独立性,实现了语言层次上的互操作性。程序员不必知道调用者采用的语言。IDL采用面向对象技术,允许接口的抽象表示,具有多消息(功能调用)和接口继承等特性。IDL是类似于C++的语言定义,其词法、语法都遵从C++规定,任何提供基于CORBA的对象必须以IDL形式加以描述,如下例所示:
          //File:RerrioteFile. idl
          # typedef sequence <octer> ByteArray;
            interface RemoteFile
          {
          exception AccessViolation{};
          void openFile( in string name)raisesO;
          long readFile( in long howMuch,out ByteArray b ) raises( AccessViolation)
          long closeFileO raises( AccessViolation);
          //...
          }
          IDL定义到其他语言的映射,由被映射语言用程序定义不同对象来实现,可以由IDL编译器产生IDL文件,使不同类型对象表现为同一种类型接口的实例。
       
      3.ORB体系结构
          CORBA的核心部件是ORB。它包括了确定和定位对象,进行连接管理和收发数据所必需的所有通信设施。ORB的基本任务是把请求从客户方传送到被激活的对象实现中。图8-2就是CORBA的基本框架。

      ORB体系结构 
      图8-2  ORB体系结构

       
          ①对象实现(object implementation ):定义了实现一个CORBA对象IDL界面的方法,对象实现可由不同的程序语言来编写。
       
          ②客户(client):是一个程序实体,可用来激活对象实现中的方法。远程对象服务的访问对调用者来说是透明的,就像在一个对象中调用方法。
       
          ③ ORB核心:ORB是用于建立对象之间客户/服务器关系的中间体,它在CORBA体系构处于中心地位,是最重要的构件。它提供客户请求和响应过程的实现机制,并且实现了它们之间通信的透明性。ORB的最基本部分是ORB核心,它位于ORB结构的最下层,为分布对象应用提供对象的表示、通信和活动的基础。ORB核心是CORBA中的一个不开放构件,应用程序只能通过上面的各类界面使用它提供的服务。
       
          ④ ORB界面:ORB作为一个逻辑实体,可以以各种方式实现。为了使应用和具体实现相分离,CORBA为(ORB定义了抽象的界面。这种界面提供了各种帮助函数,如将对象参考转化为字符串或副本等。
       
          ⑤ IDL Stubs和IDL Skeletons:它们将客户、服务应用、ORB粘合在一起。IDL Stubs和IDL Skeletons提供了静态IDL功能,它们是由CORBA IDL定义的统一界面, CORBA IDL的定义和目的程序之间的翻译是通过CORBA IDL编译器自动匹配的。使用编译器减少了客户与服务者之间的可能不一致性,增加了自动匹配编译者的机会。
       
          ⑥动态激活界面DII(dynamic invocation interface):允许客户直接访问ORH提供的请求机制。应用DII可动态地将请求与对象连接,而不必通过请求IDL所定义的Stub来连接。将DII与对象动态连接,对象的定义和接口在客户端编译时并不知道,因此这些客户的请求必须包括对象参考、操作和参数。CORHA提供的界面仓库(interface repository)就是一个对象界面描述的数据库,可以从界面仓库返回关于对象和服务的具体描述。
       
          ⑦动态框架界面DSI(dynamic skeleton interface) :DSI保存在服务方,类似于保存在客户方的DII。DSI允许把请求传送给对象实现,而不需要知道对象实现在编译时的知识。通过DSI各种方法可以不再通过由IDL界面产生的方法所定义的Skeleton、进行访问,而直接通过界面仓库提供的方法名和参数进行访问。
       
          ⑧对象适配器OA(object adapter) :OA实现了对象实现和ORB内核之间的通信,它处理各种服务。如,产生和解释对象参考、方法的激活、交互安全、对象实现的激活和撤销、将参考映射成对象实现和对象实现的注册。对OA处理对象实现的活动,OMG提供了四个策略:①共享服务,即各个对象可以在一个程序中间时执行;②不共享服务;③单方法服务,即每接到一个请求就启动一个新的服务;①永久服务,只有在永久服务中,对象的执行者可以认为总是处于活动状态。如果一个请求在任意其他的策略下被调用,OA将用指定的方法去激活对象,为了实现这些,OA需要知道对象位置和操作环境,实现仓库为包含这些信息的数据库。它是CORBA的标准部件。
       
      4. ORB间的互操作
          现在己经出现了很多不同的ORB产品,它们都是基于具体的需求。在不同的操作环境下实现的。而且在实际的应用中,一个网上也不可能只有一个代理(broker)。有时这些代理可能要求在不同环境的平台上。这就产生了不同ORB间互操作的需要。再加上有些分布系统或客户服务器系统虽然没有遵守CORBA标准,但他们也需要与CORBA互操作。为了解决这些问题,OMG在1994年通过的CORBA 2.0定义不同 ORB互操作的结构。CORBA2.0定义了一个叫领域的高层概念。领域根据实现和管理的不同将对象分成不相交的对象集合,即一个个不同的领域,各领域之间就要用桥接来实现交互。
       
          为实现领域之间对象的交互,ORB定义了GIOP (General Inte-ORB Protocol)协议和HOP(Internet Inte-ORB Protocol)协议。GIOP是一种通用协议。它主要是为一了ORB到ORB间交互而制定了一系列标准传输语法,HOP则是专门为TCP/ IP下实现交互而作的协议。GIOP与HOP的关系就像IDL与它的实际映射语言(如C++)的关系。HOP用来与其他不兼容的ORB进行交互操作。HOP也可作为一种半桥与交互操作功能之间的一个中间层。
       
      5. CORBA软件和基于CORBA的应用集成
          由OMG提出的CORBA标准实现了分布计算技术和面向对象技术的完美统一,得到众多公司的厂泛支持。现已出现了许多基于CORBA的产品,如INOA公司的Orhix, Digital公司的Object Broker,Inprise公司的VisiBroker和IBM公司的DSOM等。
       
          此外,一些商用PDM系统也已经开始接受CORBA标准。如美国SDRC公司的Metaphase就包含实现CORBA的CORBA Gateway,通过它可以实现基于CORBA的应用集成。
       
          与PDM系统关系密切的CORBA规范有两个,其一,在应用对象部分,即制造领域的“PDM使能器”,详见OMG文档Mfg/98-01-01和mfg/98-02-01;其二,在通用设施部分,即商业对象领域的“工作流管理设施”,详见OMG文档97-08-05。“PDM使能器”规范已被OMG采纳。
          一种可行的基于PDM和CORBA应用集成系统的体系结构如图8-3所示。

      基于PDM和CORBA应用集成系统 
      图8-3基于PDM和CORBA应用集成系统

       

      Web和因特网技术
          随着竞争意识的增强,企业十分注重信息系统的建设,目的是能够及时准确地获取信息。但是,山于现存的各类系统较少提供与其他系统的通用接口,或是信息技术主管部门缺乏长远和整体的规划,企业中往往出现应用系统之间难以进行互操作的现象,导致信息不够准确,一致性难以得到保证,信息的利川率也难以提高。Web技术和基于CORBA的软构件技术的发展,为解决上述问题提供了技术基础。
       
          Web技术具有如下特点:
          ① TCP/IP通信协议在广域网和局域网上得到广泛使用,已成为工业标准。它为异构网络互联提供了平滑的技术支持。
          ②浏览器作为各种系统通用的客户端软件,给用户提供了统一的图形化界面,减少了用户在学习新软件方面所遇到的困难。
          ③ 任何浏览器均支持WWW所用的HTTP协议和HTML语言。
          ④ Java语言能够跨平台运行。
          ⑤ Web浏览器上的Servlet可以与后端数据库相连,实现动态的网上信息发布。
          ⑥  Web足一种基于HTTP协议的客户机/服务器计算模式,具有速度快、可维护性好、成本低和功能灵活等特点。Java Applet增添了动态特性和交互性,而且Java程序不需要移植费用,这都使得采用这些技术的系统具有很好的性能/价格比。
       
          通过Web技术的使用(包括TCP/IP协议、统一的浏览器、Java语言等),可以统一组织和管理企业内部不同部门间不同格式的信息,进而解决企业间以及企业中各部门的信息共享问题。通过Web在PDM系统中进行全球化的信息查询、浏览、创建与更新将逐渐成为现实。并以此来支持全球化的、虚拟企业的信息管理。
       
          此外,Web技术与CORBA技术相结合,更提供了一个从可下载的前端应用程序对散布于因特网上各处的共享的后端服务进行访问的理想解决方案。用Java语言编写的前端应用程序,连同客户端ORB一起,可以作为Applet下载到浏览器中运行,并与服务器端ORB通过HOP协议进行通信,以通常的方式使用应用服务器上提供的CORBA服务,如图8-4所示。

      基于因特网和CORBA的应用系统集成的实现 
      图8-4基于因特网和CORBA的应用系统集成的实现

       
          其操作的具体过程是:
          ①用户从Web浏览器下载HTMI,页面,包括字节码形式的Java小程序Applet。
          ②经过Java运行安全检查,Web浏览器加载Applet,然后进人客户机主存。
          ③ Applet调用CORBA服务器对象。Java Applet中包括IDL生成的客户机程序段,这些程序段可以调用CORBA服务器中的对象。Java Applet与CORBA服务器对象之间的对话将一直继续下去,直到其中一方提出终止。
       
          为了保证网络信息安全,在上述的Java/CURIA应用集成方式中,通常需要设置一个遵循HOP协议的防火墙。
          总之,基于CORBA标准的多数据源集成技术,为基于Web的适应企业新需求的PDM打下了基础。
       

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